ตัวเลือกระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริด แบบผูกกริด และแบบไฮบริดคือการตัดสินใจในระดับระบบที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดที่คุณจะทำ ทำให้ถูกต้อง ต้นทุนเงินทุน ต้นทุนการดำเนินงาน และความน่าเชื่อถือของคุณก็จะดีขึ้นทั้งหมด หากทำผิดและคุณจะสิ้นเปลืองแบตเตอรี่ที่ไม่จำเป็นมากเกินไป หรือซื้อระบบที่จะปิดตัวลงทุกครั้งที่กริดกะพริบ
สถาปัตยกรรมทั้งสามเป็นภาษาอังกฤษธรรมดา
การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ทุกครั้งจัดอยู่ในหนึ่งในสามประเภท ซึ่งกำหนดโดยความเกี่ยวข้องกับตารางสาธารณูปโภค:
- ผูกตาราง (ไม่มีแบตเตอรี่): อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์เชื่อมต่อโดยตรงกับกริด การส่งออกพลังงานส่วนเกิน การนำเข้าที่ขาดดุล ไม่มีที่เก็บข้อมูลไม่มีการสำรองข้อมูล ต้นทุนเงินทุนต่ำสุด ต้องปิดระบบเมื่อไฟฟ้าดับ (ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยป้องกันการเกาะติด)
- นอกกริด (อัตโนมัติเต็มรูปแบบ): ไม่มีการเชื่อมต่อกริดเลย แบตเตอรี่จะเก็บแสงอาทิตย์ส่วนเกินไว้สำหรับกลางคืนและมีเมฆมาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลหรือแก๊สให้การสำรองข้อมูลฉุกเฉิน ต้นทุนเงินทุนสูงสุด ใช้งานได้เฉพาะในกรณีที่การเชื่อมต่อโครงข่ายเป็นไปไม่ได้ทั้งทางกายภาพและเชิงเศรษฐกิจ
- ไฮบริด (ผูกกริดด้วยแบตเตอรี่): อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์เชื่อมต่อกับทั้งแบตเตอรี่และกริด แบตเตอรี่จะเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินและสำรองไว้ในช่วงที่ไฟดับ กริดเสริมเมื่อพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่เหลือน้อย ดีที่สุดทั้งสองโลกสำหรับไซต์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ที่มีการเชื่อมต่อแบบกริด
กรอบการตัดสินใจ: คำถามสี่ข้อ
คุณสามารถกำหนดสถาปัตยกรรมที่เหมาะสมได้โดยการตอบคำถามสี่ข้อ:
1. มีไฟฟ้าจากโครงข่ายที่ไซต์งานหรือไม่
หากสถานที่นั้นห่างไกล เช่น ค่ายขุดเหมือง สิ่งอำนวยความสะดวกทางการเกษตร รีสอร์ทบนเกาะ หอโทรคมนาคม และการขยายโครงข่ายไฟฟ้าจะมีราคาสูงกว่า 30,000-50,000 เหรียญสหรัฐ/กิโลเมตร โดยทั่วไปแล้ว นอกโครงข่ายเป็นเพียงทางเลือกเดียวที่ประหยัด หากมีไฟฟ้าจากโครงข่าย ให้ไปที่คำถามที่ 2
2. ไซต์งานต้องการพลังงานสำรองในระหว่างที่โครงข่ายไฟฟ้าขัดข้องหรือไม่?
หากคำตอบคือใช่ โรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูล ห่วงโซ่ความเย็นด้านอาหาร การผลิตตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน คุณต้องมีระบบไฮบริดพร้อมที่เก็บแบตเตอรี่ ระบบผูกกริดเพียงอย่างเดียวไม่สามารถรองรับโหลดใดๆ ในระหว่างไฟฟ้าดับได้ หากไฟฟ้าดับเกิดขึ้นได้ยากและทนได้ (เช่น อาคารสำนักงานมาตรฐาน) ระบบผูกกริดก็อาจเพียงพอแล้ว ไปที่คำถามข้อ 3
3. ค่าใช้จ่ายความต้องการมีความสำคัญหรือไม่?
หากอัตราค่าไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ของคุณรวมค่าใช้จ่ายความต้องการที่สูงกว่า ~$10/กิโลวัตต์/เดือน แบตเตอรี่ (ระบบไฮบริด) จะจ่ายคืนผ่าน การโกนสูงสุด เป็นอิสระจากมูลค่าสำรอง ระบบไฮบริดมักจะได้รับการประหยัดตามความต้องการเพียงอย่างเดียว แม้ว่าพลังงานสำรองจะไม่ใช่สิ่งสำคัญก็ตาม
4. การเชื่อมต่อโครงข่ายอ่อนหรือไม่น่าเชื่อถือ?
สถานที่ในตลาดเกิดใหม่ เขตอุตสาหกรรมที่มีความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า หรือพื้นที่ที่ได้รับประโยชน์จากการกำจัดโหลดตามกำหนดเวลาจากระบบไฮบริด แม้ว่าจะไม่มีค่าใช้จ่ายที่มีความต้องการสูงก็ตาม แบตเตอรี่ดูดซับปัญหาด้านคุณภาพของกริดและทำให้การส่งพลังงานไปยังอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนราบรื่น
การเปรียบเทียบต้นทุน
| สถาปัตยกรรม | ค่าใช้จ่ายลงทุนทั่วไป (100 kWp) | ข้อได้เปรียบที่สำคัญ | ข้อจำกัดที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| ผูกกริดเท่านั้น | 55,000–75,000 ดอลลาร์ | ต้นทุนต่ำสุด คืนทุนเร็วที่สุด | ไม่ต้องสำรองข้อมูล ไม่ต้องโกน |
| ไฮบริด (100 kWp + 200 kWh) | 120,000–160,000 ดอลลาร์ | การสำรองข้อมูล + การประหยัดความต้องการ + ความยืดหยุ่น | ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงขึ้น |
| นอกระบบกริด (100 kWp + 400 kWh + เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) | 200,000–280,000 ดอลลาร์ | ความเป็นอิสระด้านพลังงานเต็มรูปแบบ | ต้นทุนสูงสุด O&M ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า |
ตัวเลขเหล่านี้บ่งชี้ถึงพื้นที่เขตร้อนหรือเขตอบอุ่นซึ่งมีชั่วโมงแสงแดดสูงสุด 4-5 ชั่วโมง ค่าใช้จ่ายจะแตกต่างกันอย่างมากตามสถานที่ตั้ง ประเภทของหลังคา ระยะการเชื่อมต่อโครงข่าย และเคมีของแบตเตอรี่
การกำหนดขนาดนอกตาราง: การคำนวณความเป็นอิสระ
ระบบนอกกริดจะต้องมีขนาดสำหรับกรณีที่เลวร้ายที่สุด ไม่ใช่กรณีที่เฉลี่ย ตัวชี้วัดที่สำคัญคือ วันแห่งอิสรภาพ — แบตเตอรี่สามารถส่งผ่านไซต์งานโดยที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ทำงานได้กี่วันติดต่อกัน
- กำหนดการใช้พลังงานรายวัน (kWh/วัน) จากค่าสาธารณูปโภคหรือการวัดค่าย่อย
- ระบุช่วงเวลาการฉายรังสีกรณีที่เลวร้ายที่สุดของเว็บไซต์ของคุณ (ฤดูหนาวขั้นต่ำในตลาด CIS; ฤดูมรสุมในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้)
- ขนาดพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้ครอบคลุมการบริโภคโดยเฉลี่ยในช่วงเดือนที่เลวร้ายที่สุด
- แบตเตอรี่ขนาดสำหรับใช้งาน 3-5 วันโดยสิ้นเปลืองเฉลี่ย ลดลงเหลือ 80% DoD
- เครื่องกำเนิดขนาดสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ภายใน 8 ชั่วโมง หากแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ
สำหรับโรงงานขนาด 200 kWh/วัน ซึ่งต้องใช้ระบบอัตโนมัติ 3 วัน: แบตเตอรี่ = 200 × 3 ÷ 0.80 = ขั้นต่ำ 750 กิโลวัตต์ชั่วโมง. นี่คือเหตุผลว่าทำไมระบบนอกกริดจึงมีราคาแพง — ต้นทุนแบตเตอรี่มีอิทธิพลเหนือกว่า
การกำหนดขนาดแบบไฮบริด: เส้นทางที่ง่ายกว่า
ในระบบไฮบริด ตารางจะจัดการกับคืนที่เลวร้ายที่สุดและช่วงที่มีเมฆมาก คุณต้องการแบตเตอรี่เพียงพอสำหรับกรณีการใช้งานหลักเท่านั้น:
- ลำดับความสำคัญของการสำรองข้อมูล: ขนาดสำหรับการโหลดที่สำคัญ × ระยะเวลาการสำรองข้อมูล (โดยทั่วไปคือ 4–8 ชั่วโมง)
- ลำดับความสำคัญของการโกน: ดูของเรา คู่มือการปรับขนาดการโกนสูงสุด
- ลำดับความสำคัญการบริโภคด้วยตนเอง: ขนาดสำหรับการบริโภคตอนเย็นหลังจากสิ้นสุดการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ (โดยทั่วไปจะใช้เวลาเฉลี่ย 2–4 ชั่วโมง)
โดยทั่วไปแบตเตอรี่ไฮบริดจะอยู่ที่ 20–40% ของปริมาณที่เทียบเท่านอกระบบสำหรับไซต์เดียวกัน ซึ่งมีต้นทุนที่ต่ำกว่ามาก
การเลือกอินเวอร์เตอร์ตามสถาปัตยกรรม
อินเวอร์เตอร์จะต้องตรงกับสถาปัตยกรรม:
| สถาปัตยกรรม | ประเภทอินเวอร์เตอร์ | Sungrowแนะนำ |
|---|---|---|
| แบบผูกกริด < 50 kWp | อินเวอร์เตอร์แบบสตริง | SG30CX ถึง SG50CX |
| แบบผูกกริด 50–250 kWp | สตริงหลาย MPPT | SG110CX-P2 ถึง SG250HX |
| ไฮบริดขนาดใดก็ได้ | อินเวอร์เตอร์ไฮบริด + BESS | SH100CX ถึง SH250CX-V21 + ST255CS-2H |
| กริดนอกกริดหรือกริดอ่อน | อินเวอร์เตอร์แบบ Off-grid / Island-capable | ซีรีย์ SH พร้อมเปิดใช้งานโหมดเกาะ |
Sungrow อินเวอร์เตอร์ไฮบริดซีรีย์ SH รองรับการสลับระหว่างโหมด grid-tied, islanded และ off-grid ได้อย่างราบรื่น ทำให้เหมาะสำหรับไซต์ที่เริ่มต้น grid-tied แต่อาจต้องทำงานแยกกันในช่วงที่ไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน
ข้อผิดพลาดทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง
- การซื้อนอกกริดเมื่อลูกผสมแบบอ่อนแอใช้งานได้: แม้แต่กริดที่ไม่น่าเชื่อถือก็ช่วยลดความต้องการแบตเตอรี่ลงอย่างมาก เวลาทำงานของกริด 30% ก็เพียงพอที่จะปรับขนาดระบบไฮบริดโดยให้แบตเตอรี่น้อยลง 70%
- Grid-tied บนไซต์ที่มีการหยุดทำงานบ่อยครั้ง: พลังงานแสงอาทิตย์ของคุณสร้างพลังงานเป็นศูนย์ในระหว่างเหตุการณ์กริดที่สำคัญที่สุด
- การลดขนาดแบตเตอรี่นอกกริดเพื่อความเป็นอิสระ: การใช้การฉายรังสีเฉลี่ยต่อปีในการวัดขนาดมักจะสร้างระบบที่เดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุกวันในฤดูหนาวหรือฤดูมรสุม
- ละเว้นความเข้ากันได้ของตัวสร้างในไฮบริด: อินเวอร์เตอร์ไฮบริดบางรุ่นจำเป็นต้องมีการกำหนดค่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเฉพาะเพื่อให้สามารถชาร์จจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างราบรื่น ยืนยันความเข้ากันได้ก่อนที่จะระบุ